本技術(shù)涉及沉井施工，特別是涉及一種智能糾偏的沉井施工方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著我國近數(shù)十年來的高度城市化發(fā)展，城市內(nèi)各類地下結(jié)構(gòu)的建設(shè)需求旺盛，而大多數(shù)地下結(jié)構(gòu)都需要設(shè)計豎井結(jié)構(gòu)作為通風(fēng)井、施工井等功能性構(gòu)筑物，而傳統(tǒng)的明挖豎井施工方法對施工環(huán)境造成的影響較大，已無法滿足城市中心繁華地段的環(huán)保要求，而沉井工藝作為一種適用于松軟含水地層的工法在我國沿海區(qū)域城市內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，沉井工藝主要原理為采用人工及半自動化機械的方法對土體進行開挖，并將預(yù)制井體放置于刃腳上隨土體開挖逐步依靠結(jié)構(gòu)自重下沉，最后，對井底澆筑封底完成整個豎井結(jié)構(gòu)施工。

2、自重下沉式沉井由于主要依靠自重下沉，因此，下沉過程可控性較差，在實際施工中常會發(fā)生下沉困難的問題；壓入下沉沉井避免了刃腳切削力量不足的問題，但挖土過程中也可能發(fā)生突沉及超沉的情況，下沉精度控制能力較差；vsm裝備通過懸掛式下方解決了突沉問題，但其施工成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是：為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供了一種智能糾偏的沉井施工方法及系統(tǒng)，旨在提高沉井施工質(zhì)量和施工精度，降低沉井施工成本。

2、本技術(shù)的一些實施例中，根據(jù)沉井的設(shè)備參數(shù)建立多個施工子區(qū)域，在每個施工子區(qū)域設(shè)置水刀子模塊，通過中控單元調(diào)節(jié)各個水刀子模塊之間的工作參數(shù)，對各個施工子區(qū)域內(nèi)的土體進行切割，配合抽泥管實現(xiàn)沉井的自動下沉，提高沉井的施工質(zhì)量，降低沉井的施工成本。

3、本技術(shù)的一些實施例中，通過增設(shè)修正單元和監(jiān)測單元，實時監(jiān)測沉井的狀態(tài)參數(shù)，保證各個施工子區(qū)域內(nèi)的井壁處于同一下沉量，提高下沉的可控性，同時根據(jù)沉井的下沉姿態(tài)，判斷沉井的偏斜狀態(tài)，并設(shè)定對應(yīng)的修正指令，保證沉井的施工精度。

4、本技術(shù)的一些實施例中，提供了一種智能糾偏的沉井施工方法，包括：

5、根據(jù)待施工沉井參數(shù)建立多個施工子區(qū)域，并根據(jù)待施工沉井參數(shù)生成切割計劃；

6、根據(jù)切割計劃設(shè)定各個施工子區(qū)域的水刀切割參數(shù)和抽泥管的工作參數(shù)；

7、根據(jù)預(yù)設(shè)反饋時間節(jié)點獲取沉井狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)沉井狀態(tài)參數(shù)判斷是否修正水刀切割參數(shù)。

8、本技術(shù)的一些實施例中，所述建立多個施工子區(qū)域時，包括：

9、根據(jù)預(yù)設(shè)沉井評價模型和待施工沉井參數(shù)生成待施工沉井的施工評價值a；

10、

11、其中，pi為待施工沉井的第i個施工評價指標(biāo)的參考值；αi為第i個施工評價指標(biāo)的影響因子；θ為施工評價指標(biāo)數(shù)量；

12、根據(jù)施工評價值a設(shè)定施工子區(qū)域數(shù)量n；

13、預(yù)設(shè)第一施工評價值區(qū)間(a1，a2)，第二施工評價值區(qū)間(a2，a3)和第三施工評價區(qū)間(a3，a4)；

14、若施工評價值a處于預(yù)設(shè)第一施工評價值區(qū)間時，設(shè)定施工子區(qū)域數(shù)量n為預(yù)設(shè)第一數(shù)量n1；

15、若施工評價值a處于預(yù)設(shè)第二施工評價值區(qū)間時，設(shè)定施工子區(qū)域數(shù)量n為預(yù)設(shè)第二數(shù)量n2；

16、若施工評價值a處于預(yù)設(shè)第三施工評價值區(qū)間時，設(shè)定施工子區(qū)域數(shù)量n為預(yù)設(shè)第三數(shù)量n3；且n1＜n2＜n3；

17、根據(jù)待施工沉井參數(shù)和施工子區(qū)域數(shù)量建立施工子區(qū)域數(shù)列b，b＝(b1，b2…bn)，其中，bi為第i個施工子區(qū)域。

18、本技術(shù)的一些實施例中，根據(jù)待施工沉井參數(shù)生成切割計劃時，包括：

19、獲取水刀子模塊數(shù)列c，c＝(c1，c2，…cn)，其中，ci為第i個施工子區(qū)域?qū)?yīng)的水刀子模塊；

20、獲取待施工沉井的預(yù)期施工速度區(qū)間；

21、根據(jù)預(yù)期施工進度生成多個一級切割計劃，并建立一級切割計劃數(shù)列j，j＝(j1，j2…jm)，其中，m為一級切割計劃數(shù)量；ji為第i個一級切割計劃；

22、生成各個一級切割計劃的運行評價值；

23、建立運行評價值數(shù)列d，d＝(d1，d2…dm)，其中，di為第i個一級切割計劃的運行評價值；

24、設(shè)定運行評價值d中最大值dmax對應(yīng)的一級切割計劃為二級切割計劃；

25、根據(jù)二級切割計劃設(shè)定各個施工子區(qū)域的水刀切割參數(shù)和抽泥管的工作參數(shù)。

26、本技術(shù)的一些實施例中，生成各個一級切割計劃的運行評價值時，包括：

27、根據(jù)一級切割計劃數(shù)列d依次選取目標(biāo)一級切割計劃；

28、根據(jù)預(yù)設(shè)施工評價模型生成目標(biāo)一級切割計劃的運行評價值d；

29、

30、其中，e1為預(yù)設(shè)第一權(quán)重系數(shù)，e2為預(yù)設(shè)第二權(quán)重系數(shù)；q1為預(yù)設(shè)第一固定系數(shù)；q2為預(yù)設(shè)第二固定系數(shù)；fi為目標(biāo)一級切割計劃中第i個水刀子模塊的參考評價值；μi為第i個水刀子模塊的影響因子；pi為目標(biāo)一級切割計劃中第i個運行評價指標(biāo)的參考值；βi為第i個運行評價指標(biāo)的影響因子；r為運行評價指標(biāo)數(shù)量；

31、依次生成各個一級切割計劃的運行評價值。

32、本技術(shù)的一些實施例中，根據(jù)沉井狀態(tài)參數(shù)判斷是否修正水刀切割參數(shù)時，包括：

33、根據(jù)沉井狀態(tài)參數(shù)生成各個施工子區(qū)域的在當(dāng)前反饋時間節(jié)點的下沉量；

34、建立當(dāng)前反饋時間節(jié)點的下沉量數(shù)列g(shù)，g＝(g1，g2…gn)，其中，gi為第i個施工子區(qū)域在當(dāng)前反饋時間節(jié)點的下沉量；

35、生成當(dāng)前反饋時間節(jié)點的沉降偏差評價值d；

36、

37、其中，e3為預(yù)設(shè)第三權(quán)重系數(shù)，e4為預(yù)設(shè)第四權(quán)重系數(shù)；q3為預(yù)設(shè)第三固定系數(shù)；q4為預(yù)設(shè)第四固定系數(shù)；g＇為當(dāng)前反饋時間節(jié)點的標(biāo)準(zhǔn)下沉量；△g為下沉量數(shù)列g(shù)中全部數(shù)據(jù)的平均值；

38、預(yù)設(shè)沉降偏差評價值閾值d1；

39、若d＞d1，生成一級修正指令，并根據(jù)下沉量數(shù)列g(shù)設(shè)定各個水刀子模塊的一級修正參數(shù)。

40、本技術(shù)的一些實施例中，根據(jù)沉井狀態(tài)參數(shù)判斷是否修正水刀切割參數(shù)時，還包括：

41、根據(jù)沉井狀態(tài)參數(shù)生成各個施工子區(qū)域的井壁偏離量；

42、建立井壁偏離量數(shù)列h，h＝(h1，h2…h(huán)n)，其中，hi為第i個施工子區(qū)域的井壁偏離量；

43、預(yù)設(shè)井壁偏離量閾值h1；

44、若hi＞h1，生成第i個施工子區(qū)域的二級修正指令，并設(shè)定第i個水刀子模塊的二級修正參數(shù)。

45、本技術(shù)的一些實施例中，提供了一種智能糾偏的沉井施工系統(tǒng)，包括：

46、中控單元，用于根據(jù)待施工沉井參數(shù)建立多個施工子區(qū)域；

47、水刀單元，包括加壓泵車和多個水刀子模塊，所述水刀子模塊設(shè)置于井壁內(nèi)側(cè)，所述水刀子模塊用于切割施工子區(qū)域內(nèi)的土體；

48、抽泥單元，用于抽取施工子區(qū)域內(nèi)的泥水；

49、監(jiān)測單元，用于采集沉井狀態(tài)參數(shù)；

50、所述中控單元包括：

51、第一處理模塊，用于建立多個施工子區(qū)域；

52、第二處理模塊，用于根據(jù)待施工沉井參數(shù)生成切割計劃，并根據(jù)切割計劃設(shè)定各個施工子區(qū)域的水刀切割參數(shù)和抽泥管的工作參數(shù)；

53、第一修正模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)反饋時間節(jié)點獲取沉井狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)沉井狀態(tài)參數(shù)判斷是否修正水刀切割參數(shù)。

54、本技術(shù)的一些實施例中，所述第一處理模塊還用于：

55、根據(jù)預(yù)設(shè)沉井評價模型和待施工沉井參數(shù)生成待施工沉井的施工評價值a；

56、

57、其中，pi為待施工沉井的第i個施工評價指標(biāo)的參考值；αi為第i個施工評價指標(biāo)的影響因子；θ為施工評價指標(biāo)數(shù)量；

58、根據(jù)施工評價值a設(shè)定施工子區(qū)域數(shù)量n；

59、預(yù)設(shè)第一施工評價值區(qū)間(a1，a2)，第二施工評價值區(qū)間(a2，a3)和第三施工評價區(qū)間(a3，a4)；

60、若施工評價值a處于預(yù)設(shè)第一施工評價值區(qū)間時，設(shè)定施工子區(qū)域數(shù)量n為預(yù)設(shè)第一數(shù)量n1；

61、若施工評價值a處于預(yù)設(shè)第二施工評價值區(qū)間時，設(shè)定施工子區(qū)域數(shù)量n為預(yù)設(shè)第二數(shù)量n2；

62、若施工評價值a處于預(yù)設(shè)第三施工評價值區(qū)間時，設(shè)定施工子區(qū)域數(shù)量n為預(yù)設(shè)第三數(shù)量n3；且n1＜n2＜n3；

63、根據(jù)待施工沉井參數(shù)和施工子區(qū)域數(shù)量建立施工子區(qū)域數(shù)列b，b＝(b1，b2…bn)，其中，bi為第i個施工子區(qū)域。

64、本技術(shù)的一些實施例中，所述第二處理模塊還用于：

65、獲取水刀子模塊數(shù)列c，c＝(c1，c2，…cn)，其中，ci為第i個施工子區(qū)域?qū)?yīng)的水刀子模塊；

66、獲取待施工沉井的預(yù)期施工速度區(qū)間；

67、根據(jù)預(yù)期施工進度生成多個一級切割計劃，并建立一級切割計劃數(shù)列j，j＝(j1，j2…jm)，其中，m為一級切割計劃數(shù)量；ji為第i個一級切割計劃；

68、生成各個一級切割計劃的運行評價值；

69、建立運行評價值數(shù)列d，d＝(d1，d2…dm)，其中，di為第i個一級切割計劃的運行評價值；

70、設(shè)定運行評價值d中最大值dmax對應(yīng)的一級切割計劃為二級切割計劃；

71、根據(jù)二級切割計劃設(shè)定各個施工子區(qū)域的水刀切割參數(shù)和抽泥管的工作參數(shù)；

72、所述生成各個一級切割計劃的運行評價值時，包括：

73、根據(jù)一級切割計劃數(shù)列d依次選取目標(biāo)一級切割計劃；

74、根據(jù)預(yù)設(shè)施工評價模型生成目標(biāo)一級切割計劃的運行評價值d；

75、

76、其中，e1為預(yù)設(shè)第一權(quán)重系數(shù)，e2為預(yù)設(shè)第二權(quán)重系數(shù)；q1為預(yù)設(shè)第一固定系數(shù)；q2為預(yù)設(shè)第二固定系數(shù)；fi為目標(biāo)一級切割計劃中第i個水刀子模塊的參考評價值；μi為第i個水刀子模塊的影響因子；pi為目標(biāo)一級切割計劃中第i個運行評價指標(biāo)的參考值；βi為第i個運行評價指標(biāo)的影響因子；r為運行評價指標(biāo)數(shù)量；

77、依次生成各個一級切割計劃的運行評價值。

78、本技術(shù)的一些實施例中，所述第一修正模塊還用于：

79、根據(jù)沉井狀態(tài)參數(shù)生成各個施工子區(qū)域的在當(dāng)前反饋時間節(jié)點的下沉量；

80、建立當(dāng)前反饋時間節(jié)點的下沉量數(shù)列g(shù)，g＝(g1，g2…gn)，其中，gi為第i個施工子區(qū)域在當(dāng)前反饋時間節(jié)點的下沉量；

81、生成當(dāng)前反饋時間節(jié)點的沉降偏差評價值d；

82、

83、其中，e3為預(yù)設(shè)第三權(quán)重系數(shù)，e4為預(yù)設(shè)第四權(quán)重系數(shù)；q3為預(yù)設(shè)第三固定系數(shù)；q4為預(yù)設(shè)第四固定系數(shù)；g＇為當(dāng)前反饋時間節(jié)點的標(biāo)準(zhǔn)下沉量；△g為下沉量數(shù)列g(shù)中全部數(shù)據(jù)的平均值；

84、預(yù)設(shè)沉降偏差評價值閾值d1；

85、若d＞d1，生成一級修正指令，并根據(jù)下沉量數(shù)列g(shù)設(shè)定各個水刀子模塊的一級修正參數(shù)；

86、根據(jù)沉井狀態(tài)參數(shù)生成各個施工子區(qū)域的井壁偏離量；

87、建立井壁偏離量數(shù)列h，h＝(h1，h2…h(huán)n)，其中，hi為第i個施工子區(qū)域的井壁偏離量；

88、預(yù)設(shè)井壁偏離量閾值h1；

89、若hi＞h1，生成第i個施工子區(qū)域的二級修正指令，并設(shè)定第i個水刀子模塊的二級修正參數(shù)。

90、本技術(shù)實施例一種智能糾偏的沉井施工方法及系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

91、根據(jù)沉井的設(shè)備參數(shù)建立多個施工子區(qū)域，在每個施工子區(qū)域設(shè)置水刀子模塊，通過中控單元調(diào)節(jié)各個水刀子模塊之間的工作參數(shù)，對各個施工子區(qū)域內(nèi)的土體進行切割，配合抽泥管實現(xiàn)沉井的自動下沉，提高沉井的施工質(zhì)量，降低沉井的施工成本。

92、通過增設(shè)修正單元和監(jiān)測單元，實時監(jiān)測沉井的狀態(tài)參數(shù)，保證各個施工子區(qū)域內(nèi)的井壁處于同一下沉量，提高下沉的可控性，同時根據(jù)沉井的下沉姿態(tài)，判斷沉井的偏斜狀態(tài)，并設(shè)定對應(yīng)的修正指令，保證沉井的施工精度。